(57)【要約】  エリアアクティブ駆動にも対応可能な新規な導光ユニット、及び照明装置等を提供するため、照明装置（１０）は、透光性の基材からなる導光板（１）と、導光板（１）の面内方向と交差する方向に設けられ、液晶材料により充填された複数の柱状領域（４）と、液晶材料を駆動する電圧を印加する透明電極とを備えた導光ユニット、及び、一次光源としてのＬＥＤ（２）を備えてなる。
2011080948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基材からなる導光板と、
上記導光板内に、当該導光板の面内方向と交差する方向に設けられ、液晶材料により充填された複数の柱状の領域と、
上記液晶材料を駆動する電圧を印加する透明電極と、を備えることを特徴とする導光ユニット。
【請求項２】
上記液晶材料の常光屈折率又は異常光屈折率の一方が、上記導光板を構成する透光性の上記基材の屈折率と同一であることを特徴とする請求項１に記載の導光ユニット。
【請求項３】
複数の上記柱状の領域は、上記導光板の面内方向に対して略垂直で、かつ導光板の表面側から裏面側に達する側面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の導光ユニット。
【請求項４】
複数の上記柱状の領域として、多角柱状、円柱状、楕円柱状から選択される少なくとも二種以上の形状の領域を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の導光ユニット。
【請求項５】
上記導光板の一面側に対して設けられ、当該導光板から入射した光を、当該導光板の当該一面に背向する面側から出射するように当該光を反射する光反射部材を備えた光取出し層をさらに備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の導光ユニット。
【請求項６】
上記光取出し層は、電圧印加により駆動される液晶層と、上記光反射部材とを備えてなり、当該液晶層を挟んで当該光反射部材が上記導光板と対向配置されていることを特徴とする請求項５に記載の導光ユニット。
【請求項７】
上記柱状の領域に充填された上記液晶材料は、一軸性の液晶材料であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の導光ユニット。
【請求項８】
上記柱状の領域に充填された上記液晶材料は、電圧の非印加時において等方性を示す液晶材料であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の導光ユニット。
【請求項９】
上記液晶材料を駆動する電圧を印加する透明電極が、上記柱状の領域の両端部に配された電極対、又は、上記柱状の領域の一方の端部に配されたくし歯状の電極対、であることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の導光ユニット。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の導光ユニットと、
上記導光板の端面に配置された少なくとも一つの一次光源と、を備えてなることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の照明装置をバックライトとして備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板を備えた新規な導光ユニット、照明装置、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等に用いるバックライト（以下、Ｂ／Ｌと称する場合もある）として、近年、導光板を用いたものが多数採用されている。導光板は、光源から入射した光を当該導光板の面内で導波させることで、当該光を面内方向に分配する。また、導光板には、通常、その下面もしくは上面に光反射性の構造物が設けられ、当該構造物で光を反射することによって導光板の一面から光を出射して、均一な面光源として機能する。【０００３】
導光板を備えたＢ／Ｌは、当該導光板への入光方式の違いに基づいて分類されうる。例えば、導光板の端面（エッジ）に配置した複数の点光源（例えば、発光ダイオード：ＬＥＤ）から当該導光板内に光を入射する方式のＢ/Ｌは、サイド入光方式のＢ／Ｌと称される（特許文献１及び２参照）。一方で、導光板の下面（光を出射する面と背向する面）に配置した複数の点光源から当該導光内に光を入射する方式のＢ／Ｌは、直下型方式のＢ／Ｌと称される（特許文献３参照）。【０００４】
特許文献１に記載のＢ／Ｌは、導光板、導光板の端面に設けたＬＥＤ、当該導光板の下面に設けた反射板、及び導光板を貫通するようにＬＥＤ近傍に設けた貫通穴を備える。また、導光板の上記下面は、複数の微小なシボ等（光取出し用構造物）が形成された光拡散面として機能している。さらに、ＬＥＤ近傍における導光板の端面には、当該端面からの光の漏出を防止するための半円柱側面形状の反射部が設けられる。そして、導光板の端部に設けたＬＥＤから当該導光板内に入射した光は、上記貫通穴を通じて導光板の面内方向に効率的に分配されるとともに、導光板の上記下面にて反射した光は、導光板の上面（光出射側面）から拡散光として出射する（特に、特許文献１の図１参照）。【０００５】
特許文献２に記載のＢ／Ｌは、導光板、導光板の端面に設けたＬＥＤ、当該導光板の下面に設けた反射板、当該導光板の上面（光出射側面）に設けた漏光モジュレータを備える。（特に、特許文献２の図７参照）。漏光モジュレータは、高屈折率領域部内に円柱状の低屈折率領域部が設けられており、ＬＥＤからより遠く離れたところまで漏光効果を制限しつつより多くの光を伝播させる。すなわち、特許文献２に記載のＢ／Ｌは、円柱状の低屈折率領域部は導光板とは異なる層に設置されており、導光板から漏光モジュレータへ出射した光を面内方向へ分配（均一化）する構成である。【０００６】
特許文献３に記載のＢ／Ｌは、孔部又は突起部が内部に設けられた導光板と、当該導光板の面内に設けられた凹部内に収容されたサイド発光型のＬＥＤとを備える。上記の孔部又は突起部の側面は、導光板の下面（底面。光出射側ではない面）に対して略垂直に設けられており、当該孔部又は突起部を介して、ＬＥＤが出射した光をその角度分布を保持しつつ導光板内に入射させ、導光させた後、外部に出射する（特許文献３の図１４、２３参照）。なお、上記孔部は、導光板を貫通するものでも、貫通していないものであってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国公開特許公報：特開２００１−０３５２２９号公報（２００１年２月９日出願公開）
【特許文献２】日本国公開特許公報：特開２００２−２２２６０４号公報（２００２年８月９日出願公開）
【特許文献３】国際公開公報：ＷＯ２００６／１０７１０５号公報（２００６年１０月１２日国際公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１又は２に記載の従来のＢ／Ｌは、エリアアクティブ駆動される液晶表示装置等には対応困難であるという共通の問題点を有する。なお、エリアアクティブ駆動（ローカルディミング）とは、表示のコントラストを向上させる等の目的で、液晶表示装置等の表示部を複数の領域に分割して駆動する方式のことを指す。【０００９】
すなわち、Ｂ／Ｌを上記エリアアクティブ駆動に対応させる場合、導光板内の導光条件を任意の領域で崩して当該導光板から光を出射させることが必要となる。すなわち、光を出射させない導光板の領域では、導光板の面内のみに光を分配させるように（すなわち面外に光が出射しないように）、導光条件を保存する必要がある。しかし、上記特許文献１又は２に記載のＢ／Ｌでは、導光板の面内のみならず面外に出射する方向にも光路が変わってしまうために、光漏れの原因となってしまう。【００１０】
さらに、特許文献１に記載のＢ／Ｌは、基本的に、ＬＥＤ１個を用いたモバイルＬＣＤ（Liquid Crystal Display）向けＢ／Ｌに関する発明であり、ＬＥＤの入光部近傍についての構造のみが考慮されているため、液晶表示装置等の大面積化に対応が困難であるという問題点も有する。【００１１】
一方、特許文献３に記載のＢ／Ｌは、上記の通り、特許文献１及び２に記載したＢ／Ｌとは全く異なる方式である。そのため、特許文献３に記載のＢ／Ｌでは、導光板の面内に適当な間隔で設けられた複数の凹部内にサイド発光型のＬＥＤを収容し、当該ＬＥＤのオン／オフを独立に制御することによって、ある程度、エリアアクティブ駆動に対応させることができる。【００１２】
しかし、特許文献３に記載のＢ／Ｌは、直下型方式であるため、必要なＬＥＤの個数がサイド入光方式のＢ／Ｌと比較して多くなるという問題点も有する。また、特許文献３にも記載の通り、サイド発光型のＬＥＤを用いた場合でも、当該ＬＥＤの上方への光の出射に対する対策を講じる必要があるという問題点も有し、当該対策を講じた点は光を出射することのできない欠陥となる。【００１３】
さらに、特許文献１から３の全てに共通する問題として、従来のＢ／Ｌでは導光板内で光の分配は均一に行われて、導光板内の所定の領域に選択的に光を分配することができないという点がある。このため、エリアアクティブ駆動に適用した場合には、表示が行われていない領域にも光が分配される結果、表示が行われている領域に分配される光量が減少する（光ロス）という問題も生じる。【００１４】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エリアアクティブ駆動にも対応可能な新規な導光ユニット、照明装置、及び表示装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明にかかる導光ユニットは、透光性の基材からなる導光板と、導光板の面内方向と交差する方向に設けられ、液晶材料により充填された複数の柱状の領域と、液晶材料を駆動する電圧を印加する透明電極と、を備えることを特徴としている。【００１６】
上記の構成によれば、柱状の領域に充填された液晶材料への電圧の印加、及び非印加により、柱状の領域での光の屈折率が変化する。すなわち、柱状の領域の屈折率は、導光板の基材の屈折率により近くなる場合と、より異なる場合とにスイッチングが可能である。【００１７】
その結果、導光板を面内方向に伝播して柱状の領域に入射する光は、液晶材料への電圧の印加、及び非印加に応じて、屈折して導光板の面内方向に分散されるか、或いは実質的に屈折することなく直進する。すなわち、導光板内を進行する光の直進、又は屈折を自在に制御することで、導光板内の所望される領域に対して、所望される量の光を届けることが可能な導光ユニットを提供可能となる。【００１８】
本発明は、また、上記の導光ユニットと上記導光板の端面に配置された少なくとも一つの一次光源と、を備えた照明装置を提供する。本発明はさらに、当該照明装置をバックライトとして備える表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、導光板内の所望される領域に対して、所望される量の光を届けることが可能で、エリアアクティブ駆動にも対応可能な新規な導光ユニット等を提供可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図中の（ａ）は、図１に示す照明装置の概略構成を示す上面図であり、図中の（ｂ）は、図１に示す照明装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】図中の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す照明装置が備える導光板ユニットに電圧を印加するための電極配置の概略構成を示す図面であり、図中の（ｃ）は当該導光板の一部領域に電圧を印加した状態を説明する図面である。
【図４】光取出し層の概略構成の一例を示す断面図である。
【図５】図中の（ａ）は、光取出し層の概略構成の他の例を示す断面図であり、（ｂ）は当該光取出し層が備えるくし歯状電極の概略構成を示す図である。
【図６】図１に示す照明装置が備える導光板ユニットに電圧を印加するための他の電極配置の概略構成を示す図面である。
【図７】図１に示す照明装置が備える導光板ユニットの他の概略構成を示す図面である。
【図８】図１に示す照明装置が備える導光板ユニットに電圧を印加するためのさらに他の電極配置の概略構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施の形態１〕
（導光ユニット、及び照明装置の基本構成）
以下、図１から図３に基づき、本発明の導光板を備えた導光ユニット、及び照明装置の基本構成の一例を説明する。
【００２２】
本発明の照明装置１０は、導光板１と、一次光源（点光源）としての複数のＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）２と、光取出し層７と、を備える。光取出し層７は、導光板１から入射した光を、当該導光板１外に出射して、照明装置１０を二次光源として機能させる。すなわち、照明装置１０は、一次光源から入射した光を面内に広く導波する機構（導光板１）と、導波された光を取出す機構（光取出し層７）とを別々に設けているため、導光板内の一構成にて両機構を実現する場合と比較して、導波された光の取出し制御がより容易となる。
【００２３】
また、導光板１内には、液晶材料により充填された複数の柱状領域（柱状の領域）４が存在する。さらに、照明装置１０は、上記柱状領域４中に充填された液晶材料を駆動する電圧を印加する電極３１Ａ・３２Ａ（図３参照）を備えている。柱状領域４に充填された液晶材料は、電圧が印加されることにより駆動され、その配向状態が変化する。その結果、詳細は後述するが、ＬＥＤ２から発され柱状領域４に入射する光３は、屈折して導光板１の面内方向に分散されるか、或いは実質的に屈折することなく直進する。このように、照明装置１０では、導光板１内を進行する光３の直進、又は屈折（導光板１の面内方向への分散）を自在に制御することにより、導光板１内の所望される領域に対して、所望される量の光が届けられる。
【００２４】
そして、例えば、後述のように、導光板１表面の所望する領域のみから光が出射するように制御すれば、表示装置のエリアアクティブ駆動にも対応可能なバックライトユニットを提供可能となる。以下、照明装置１０の詳細構造について説明する。なお、本実施の形態では、一次光源であるＬＥＤ２を未搭載の状態の照明装置１０を、自身では光を発さないが、自身に入射した光を導光する「導光ユニット」と定義している。また、「導光ユニット」の範疇には、ＬＥＤ２及び光取出し層７の双方を未搭載の状態の照明装置１０も含まれる。
【００２５】
導光板１は、ガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、等、導光板の構成材料として公知な透光性の基材（導光板媒質）から形成された、例えば矩形形状をした平板部材である。導光板１は、４つの端面１ｃ〜１ｆと、上面（表示側面）１ｂと、下面１ａと、を備える。４つの端面１ｃ〜１ｆのうち、１つの端面１ｃには、一次光源を取り付けるための光源取付部１１（図２参照）が設けられており、当該光源取付部１１に複数のＬＥＤ２が取り付けられる。ＬＥＤ２が取り付けられない３つの端面１ｄ・１ｅ・１ｆには、円柱形状の光反射材５が互いにその側面を接するように隙間無く敷き詰められている。すなわち、端面１ｄ・１ｅ・１ｆでは、導光板１内に向かって規則的に曲面状に突出した一枚の光反射壁が形成されるように、光反射材５が並べられる。光反射部材は、例えば、アルミニウム、銀、誘電体多層反射膜等の反射材が成膜された材料から構成される。
【００２６】
より具体的には例えば、光反射材５は、導光板１の端面１ｄ・１ｅ・１ｆに、ワイヤー状の金属細線を設置することで構成される。金属細線の直径は特に限定されるものではないが、製造が容易であるという観点では、直径５０ｕｍ〜１００ｕｍ程度のワイヤーが好ましい。またもちろん、ナノワイヤー等の微細な金属細線も光反射材５として利用可能である。金属細線の設置方法としては、樹脂を介した接着、熱融着等の手法を用いる事ができる。また、金属細線が敷き詰められたフィルムを予め製造しておき、導光板の端面に空気を介して張り合わせるという方法も用いる事ができる。
【００２７】
なお、光反射材５を設ける代わりに、導光板１の端面１ｄ・１ｅ・１ｆを加工して光反射材５と同等の機能を持たせることも可能である。具体的には例えば、導光板１の端面１ｄ・１ｅ・１ｆに円柱状の貫通孔を形成する。次いで、端面１ｄ・１ｅ・１ｆを、貫通孔の断面が略半円状になるように切断し、その表面に、アルミニウム、銀、又は誘電体多層反射膜等の反射材を成膜する。
【００２８】
導光板１内には、導光板１の面内方向（導光板１の板面が広がる方向）と交差する方向に伸びた、複数の柱状領域４（柱状の領域）が形成されている。本実施の形態において、柱状領域４は、より詳細には、導光板１の面内方向に対して略垂直な方向に伸び、その上端及び下端が閉じられた空隙部であって、液晶材料で完全に充填されている。すなわち、本実施の形態において、柱状領域４の長さは、導光板１の厚みと実質的に同一である。なお、柱状領域４内に液晶材料を封止する方法は特に限定されないが、例えば、図２中の（ｂ）に示すように、ガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、等、導光板の構成材料として公知な透光性の基材からなる薄膜１０１・１０１を、導光板１の上面及び下面に設けて液晶材料の漏出を防止する構成等が採用可能である。薄膜１０１・１０１は、導光板１と同じ基材から構成され、導光板１の一部構成となっていることがより好ましい。
【００２９】
なお、本明細書において、導光板１の面内方向とは、原則として上面１ｂ及び下面１ａと水平な方向を指す。ただし、上面１ｂ及び下面１ａが互いに水平でない場合は、上面１ｂ及び下面１ａから等距離にある平面内（すなわち導光板１の中心面）に水平な方向を指す。
【００３０】
（柱状領域における屈折率の制御）
柱状領域４に充填された液晶材料は、電圧が印加されることにより配向状態が変化する。このため、液晶材料に対して電圧を印加した状態（電圧印加時）と、電圧を印加していない状態（電圧非印加時）とで、柱状領域４における光の屈折率が変化する。より具体的な一例では、柱状領域４における光の屈折率は、液晶材料に電圧が印加された状態で導光板１を構成する透光性の基材（導光板媒質）と実質的に等しくなり、電圧が印加されていない状態で当該基材の屈折率と異なる。或いは、これとは逆に、柱状領域４における光の屈折率は、液晶材料に電圧が印加されていない状態で導光板１を構成する透光性の基材と実質的に等しくなり、電圧が印加された状態で当該基材の屈折率と異なる。柱状領域４と上記基材とで屈折率が実質的に等しい場合、ＬＥＤ２から照射され、導光板１の面内方向に略平行な進入角で柱状領域４に進入した光３は、屈折等をせずに柱状領域４を通過して、再び導光板１の基材部分に進入する。一方で、柱状領域４と上記基材とで屈折率が実質的に異なる場合、ＬＥＤ２から照射され、導光板１の面内方向に略平行な進入角で柱状領域４に進入した光３は、柱状領域４への入射時及び出射時に屈折し、均等に散乱されて（分配されて）再び導光板１の基材部分に進入する。すなわち、照明装置１０では、各柱状領域４の屈折率が独立して変調可能であるために、各柱状領域４の屈折率を、例えば、導光板の基材の屈折率と等しい状態（柱状領域４が透明状態）と、異なる状態（柱状領域４が分配状態）とに、スイッチングすることが出来る。
【００３１】
なお、特に限定されないが、屈折率の制御がより容易であるとの観点では、柱状領域４に充填される液晶材料（複屈折材料）は、一軸性の液晶材料がより好ましい。また、上記液晶材料の常光屈折率又は異常光屈折率の一方が、導光板１を構成する透光性の上記基材の屈折率と実質的に同一であれば、電圧の印加又は非印加によって、液晶材料の長軸又は短軸を柱状領域４の伸長方向に垂直な方向（導光板１の上面１ｂに平行な方向と同義）で、かつＬＥＤ２が発した光が伝播（入射）する方向に沿って揃えることで、柱状領域４での光の屈折率を導光板１の基材での光の屈折率と実質的に同じとすることができる。なお、上記透明状態では、ＬＥＤ２からの光が伝播する方向に常光屈折率を示すように液晶材料が配向していることがより好ましい。即ち、表示面（すなわち、導光板１の上面１ｂ）に対して略平行方向、かつ液晶材料の長軸がＬＥＤ２側（ＬＥＤ入光部）に向かって配向していることがより好ましい。
【００３２】
以下、液晶材料の常光屈折率が、導光板１を構成する透光性の基材の屈折率と実質的に同一である場合を一例にとり、より詳細に説明する。この場合、柱状領域４が透明状態であれば、液晶材料の長軸はＬＥＤ２側（ＬＥＤ入光部）に向かって配向している。そのため、導光板１を伝播する光は液晶材料の常光屈折率を感じるが、液晶材料及び導光板１の屈折率が等しいために屈折や反射は起らない。一方、分配状態では、液晶材料が電界によって表示面に対して例えば略垂直方向に配向する。そのため、導光板１を伝播する光は液晶材料の異常光屈折率を感じる。そして、当該異常光屈折率と導光板１の屈折率とが異なるために、柱状領域４において光３の屈折又は反射が起こる。柱状領域４の形状により、導光板１から柱状領域４に入射した光３は導光板１の面内で分配される。柱状領域（屈折率可変部）４は、好ましくは表示面（すなわち、導光板１の上面１ｂ）に垂直に切り立った構造である。例えば、液晶材料の異常光屈折率が導光板1の屈折率よりも大きい場合、柱状領域４に入射した光３は、表示面に垂直な方向については、その入射角より浅い角度に曲がることになるので、表示面より出射することなく、より確実に面内方向のみに光を分配することができる。
【００３３】
互いに屈折率が略等しくなりうる導光板１の基材と液晶材料との組み合わせとしては、特に限定されないが、具体的には例えば、アクリル樹脂とネマティック液晶、ガラスとネマティック液晶、エポキシ樹脂とネマティック液晶、等が例示される。
【００３４】
また、上記液晶材料は、電圧の非印加時において所定の方向に配向していてもよいが（すなわち、導光板１の表面に対して所定のプレチルト角をもって配向していてもよいが）、必ずしも所定の方向に配向している必要はない。すなわち、当該液晶材料は、電圧の非印加時において、コレステリックブルー相を呈する液晶材料のような等方性の材料でありうる。電圧の非印加状態において、光学的に等方性の材料を用いることにより、柱状領域４と導光板１の基材（導光板媒質）との屈折率差を、全ての偏光成分に対して、全ての入射角に対してゼロとすることが可能となり、電圧印加状態／非印加状態の差をより大きく取り出すことが可能となる。
【００３５】
上記の柱状領域４は、複数のＬＥＤ２の配列に対して規則的に配列されている。端的には、端面１ｃに配列された複数のＬＥＤ２の並び方向に沿って、複数の柱状領域４が配列される。ここで、ＬＥＤ２により近い柱状領域４の配列から順に、第一列、第二列、第三列、・・と称した場合、第一列に配列された複数の柱状領域４と、第二列に配列された複数の柱状領域４とは、互い違いに（いわゆる千鳥状に）配列されている。つまり、端面１ｃ側から見た場合に、第二列を構成する柱状領域４は、第一列を構成する柱状領域４・４間の隙間を埋めるように配列される。第二列と第三列とのように、他の隣接する列間での柱状領域４の配置も同様に行われる。
【００３６】
図１及び２に示すように、導光板１の端面１ｃに取り付けたＬＥＤ２は、導光板１内に指向性の強い光３を出射する。柱状領域４と導光板の基材とで屈折率が異なる場合、導光板１内に入射した光３は、柱状領域４に入射した際に屈折し、導光板１の面内方向でその光路を変えるため（屈折後の光を、光３ａ・３ｂで示す）、導光板１の面内方向に広がるように光３が均等に分配される。
【００３７】
加えて、柱状領域４は、導光板１の面内方向（光出射面たる上面１ｂ）に対して略垂直な側面を有する。そのため、導光する光３の導光板厚み方向における進行方向は、柱状領域４に入射した時点では屈折して変化するが、柱状領域４の側面から再び導光板１内に入射する際に元の角度に戻る為、光路は保存される。すなわち、導光板１に対する光３の入射角は、当該光３が導光板１内を導波する間じゅう、そのまま保存される。よって、導光板１を用いれば、導光条件を保ちながら、面内方向にのみ光３を均一に分配可能になる。
【００３８】
ところで、柱状領域４と導光板の基材とで屈折率が異なる場合には、光３が柱状領域４に入射するたびに屈折し分配されるため、単位面積あたりの光量（光強度）は減少する。そこで、エリアアクティブ駆動等の要請に応じて、導光板１上の所定の一部領域のみに光を分配したい場合には、図２に示すように、柱状領域４の屈折率を変調させる。
【００３９】
図２は、導光板１において、一次光源たるＬＥＤ２が取り付けられる端面１ｃに背向する端面１ｅ側に、光を分配したい領域（図中、楕円形で囲む選択領域）が存在する場合における、柱状領域４の屈折率変調の一例を示す図である。なお、同図において光３を示す線の太さは光強度を表す。同図に示すように、ＬＥＤ２と上記選択領域との間には、導光板１において光を分配する必要のない領域（非選択領域）が介在している。ここで、導光板１の非選択領域に位置する柱状領域４に対しては電圧が印加され、上記選択領域を含むその他の領域に位置する柱状領域４に対しては電圧が印加されない。この結果、上記非選択領域に位置する柱状領域４と導光板の基材とで屈折率が実質的に等しくなり、柱状領域４に入射した光は実質的に屈折することなく当該柱状領域４を通過する。そのため、ＬＥＤ２が発した光は、単位面積あたりの光量を維持したまま（すなわち、分配などされることなく）上記選択領域に到達する。なお、上記非選択領域において、導光板１の上面１ｂ又は下面１ａに達した光は、図２中の（ｂ）に示すように原則として界面で全反射して導光板１内を導波される。したがって、導光板１の上面１ｂからの不所望な漏光は生じない。なお、導光板１からの不所望な漏光を防止する効果は、１）柱状領域４の屈折率（常光屈折率又は異常光屈折率）が導光板の基材の屈折率より大きい値をとり得ること（柱状領域と基材とで屈折率の差が大きいほど好ましい）、又は、２）ＬＥＤ２が発する光の指向性が強く、上面１ｂ又は下面１ａに対する光の入射角が比較的浅くなること、の何れか一つ、好ましくは双方を満たす場合により顕著となる。
【００４０】
一方、選択領域に位置する柱状領域４と導光板の基材とは屈折率が異なるので、当該柱状領域４に入射した光は屈折及び散乱して、周囲へ均等に（ムラなく）光の分配を繰り返す。
【００４１】
そして、導光板１の上記選択領域から光取出し層７に入射した光を、後述する制御に基づき、導光板１の上面（表示面側）１ｂから出射させることにより、照明装置１０を当該選択領域から選択的に光を発する面状光源として利用可能となる。導光板１の上記非選択領域を通過する間、光は周囲へ分配されないため、当該光を選択領域に集中的に導波することが可能となる。この結果、照明装置１０は、上記選択領域に対応した、高いピーク輝度を示す面状光源となる。
【００４２】
（液晶材料を駆動する電極構造）
以下、図３に従い、複数の柱状領域４の屈折率を独立して制御可能とする電極配置の一例を説明する。図３中の（ａ）は、導光板１をその上面１ｂ（図１参照）側から見た概略構成を表す図であり、（ｂ）は、導光板１をその下面１ａ（図１参照）側から見た概略構成を表す図である。
【００４３】
図３中の（ａ）に示すように、導光板１の上面１ｂには、複数のＬＥＤ２の並び方向（導光板１の端面１ｃ又は１ｅが延伸する方向）に沿って伸びる複数の電極３１Ａが、所定の間隔をおいて互いに平行に設けられている。各電極３１Ａは、その延伸方向に並ぶ複数の柱状領域４からなる一列に対応して設けられている。すなわち、各柱状領域４の端部のうち、導光板１の上面１ｂ側に位置するものは、電極３１Ａで覆われている。各電極３１Ａ同士は互いに絶縁されており、これら電極３１Ａは何れも上面側電極駆動回路（第一のドライバ：図示せず）に電気的に接続されている。上面側電極駆動回路は、各電極３１Ａに対して独立に駆動信号（電圧信号）を供給する。なお、電極３１Ａは、例えば、上側の薄膜１０１（図２中の（ｂ）参照）における、柱状領域４と対向する面上に形成される。
【００４４】
一方、図３中の（ｂ）に示すように、導光板１の下面（裏面）１ａには、ＬＥＤ２から発される光の進行方向（導光板１の端面１ｄ又は１ｆが延伸する方向）に沿って伸びる複数の電極３２Ａが、所定の間隔（図示していない）をおいて互いに平行に設けられている。すなわち、電極３２Ａの延伸方向と、電極３１Ａの延伸方向とは互いに直交している。各電極３２Ａは、その延伸方向に並ぶ複数の柱状領域４からなる一列に対応して設けられている。すなわち、各柱状領域４の端部のうち、導光板１の下面１ａ側に位置するものは、電極３２Ａで覆われている。各電極３２Ａ同士は互いに絶縁されており、これら電極３２Ａは何れも下面側電極駆動回路（第二のドライバ：図示せず）に電気的に接続されている。下面側電極駆動回路は、各電極３２Ａに対して独立に駆動信号（電圧信号）を供給する。なお、電極３２Ａは、例えば、下側の薄膜１０１（図２中の（ｂ）参照）における、柱状領域４と対向する面上に形成される。また、上記電極３１Ａ及び３２Ａは、例えばＩＴＯ等の透明電極材料にて構成される。
【００４５】
なお、上記上面側電極駆動回路及び下面側電極駆動回路は、導光ユニット側、又は照明装置１０側に設けてもよく、或いは照明装置１０を搭載した表示装置側に設けてもよい。
【００４６】
以上のように、各柱状領域４は、電極３１Ａと電極３２Ａとで挟まれている。また、柱状領域４を挟む一対の電極３１Ａと電極３２Ａとの組合わせは、柱状領域４毎に異なっている。よって、一対の電極３１Ａ及び電極３２Ａ間に電圧を印加すれば、各柱状領域４に充填された液晶材料を独立して駆動し、その屈折率を変更することが可能である。
【００４７】
なお、導光板１の面内方向に分配された光３が端面１ｄ・１ｅ・１ｆに達すると、当該光３（迷光）は、光反射材５の側面にて反射されて、再び導光板１内を導波する。これにより、導光板１からの不所望な漏光（光ロス）が防止されるので、一次光源（ＬＥＤ２）から供給された光の利用効率がより一層向上する。
【００４８】
（光取出し層の構成）
図２及び図３に示すように、光取出し層７は、導光板１の下面１ａ（一面）側に設けられ、当該導光板１から入射した光を、当該下面１ａに背向する上面１ｂ側から出射するように、光を反射する光反射部材８を備えている。光取出し層７はさらに、導光板１と光反射部材８との間に設けられ、光の透過又は非透過（光の透過状態）、或いは光の透過／散乱を切り替え可能なシャッター部材を備えている。より具体的には、光取出し層７は、アルミニウム、銀、誘電体ミラー等の光反射性の材質からなる反射面を持つ光反射部材８と、液晶材料を含んだ液晶層（シャッター部材）９とを備えて構成される。そして、光反射部材８が液晶層９を挟んで導光板１と対向するように、光取出し層７が配置される。光取出し層７の平面積は、導光板１の下面１ａと略同一の平面積を有しており、光取出し層７が、導光板１の下面１ａ全体を覆うように設けられている。
【００４９】
光反射部材８は、導光板１内での柱状領域４の列の並び方向（すなわち、ＬＥＤ２の並び方向）に沿う方向に延伸する三角柱状の部材である。光反射部材８の底面は、一つの頂角が鈍角な二等辺三角形状である。複数の光反射部材８は、鈍角な上記頂角に対向する側面において基板２１に固定される。基板２１に固定された複数の光反射部材８は互いに隙間なく敷き詰められている。そのため、複数の光反射部材８は、基板２１上に、山・谷が連続した光反射性の連続面を形成している。すなわち、照明装置１０では、複数の光反射部材８により構成される光反射性の上記連続面と、導光板１との間に、液晶層９が挟持された構成をとる。
【００５０】
光取出し層７には、導光板１内を導波した光３が入射する。ただし、上述の通り、導光板１を構成する基材の屈折率と、柱状領域４の屈折率とが一致している場合（すなわち導光板１の上記非選択領域）は、光取出し層７と導光板１との界面では全反射による光３の伝播が優位である。また、後述するように、導光板１の非選択領域に対応した光取出し層７の領域（図２中の（ｂ）、及び図３中の（ｃ）に示す領域Ｂ）では、液晶層９が光を反射するように制御されている。従って、導光板１から光取出し層７への光３の入射は、主には導光板１の選択領域において生じる。
【００５１】
光取出し層７に入射した光は、はじめに液晶層９に到達する。液晶層９は、入射した光３を通過させる又は反射する（通過させない）切り替えを、電圧印加に基づき行うシャッターを構成している。シャッターは、端的には、液晶層９と、当該液晶層９を挟んで対向する一対の駆動電極と、当該電極間に電圧信号を印加する液晶駆動回路（図示せず）と、を含んで構成される。シャッターは、液晶層９を、複数の領域に分けて独立に駆動（分割駆動）する。よって、図３に示すように、液晶層９における電圧が印加された領域Ｂと、電圧が印加されない領域Ａとで、液晶分子の配向状態が変化する。例えば、垂直配向型の液晶分子を用いる場合は、図３中の（ｃ）に示すように、領域Ｂでは、液晶分子が、光取出し層７に平行な方向に配向する一方で、領域Ａでは、液晶分子が、光取出し層７に垂直な方向に配向する。
【００５２】
その結果、導光板１側から、液晶層９の領域Ｂに入射した光は、液晶分子により全反射された後に、再び導光板１内を導波する。光３は、導光板１内では入射時の角度（すなわち、導光板１の面内方向に略水平な方向）をほぼ保ったまま伝播されて、光取出し層７に入射する。よって、液晶分子により全反射される際の角度は比較的浅くなるので、光取出し層７から導光板１内に再び入射した光３は、導光板１の面内方向に均一に広がるように導波される。
【００５３】
一方、導光板１側から、液晶層９の領域Ａに入射した光３は、液晶分子間を通って、光反射部材８により構成される光反射性の上記連続面に到達する。続いて、光３は、当該連続面にて反射される。この連続面は、上記の通り山・谷の反復構造を有しているため、光３を急角度で全反射する。よって、上記連続面で全反射された光３は、急角度をなして導光板１に入射する。その結果、光３は、当該導光板１内を面内方向に導波されずに、導光板１の上面１ｂから出射する。
【００５４】
すなわち、照明装置１０は、液晶層９の領域Ａ（導光板１の選択領域に対応）に対応する、導光板１上の領域のみから光を発する。一方で、液晶層９の領域Ｂ（導光板１の非選択領域に対応）に対応する、導光板１上の領域では、当該導光板１の面内方向への光の分配（導光）のみが実質的に行われて、外部への光の出射は行われない。
【００５５】
上記例示のように、好ましくは、光取出し層７が備える液晶層９の制御と、導光板１が備える柱状領域４の屈折率の制御とは、連動して行われる。すなわち、導光板１の上面１ｂ全体から光を出射したい場合には、全ての柱状領域４の屈折率が導光板１の基材と異なるように制御し、かつ光取出し層７は入射した光３が導光板１の上面１ｂから出射されるように制御する。この制御により、照明装置１０は、全面から均一な光を発する面状光源として機能する。この場合、照明装置１０をバックライトとして備える表示装置は、エリアアクティブ駆動されていない。
【００５６】
一方、導光板１の上面１ｂの一部領域（上記選択領域）から光を出射したい場合には、当該選択領域に位置する柱状領域４の屈折率が、導光板１の基材の屈折率と異なり、かつ、一次光源と選択領域との間に位置する光を出射しない領域（上記非選択領域に対応）に配された柱状領域４の屈折率が、導光板１の基材の屈折率と実質的に同じになるように制御する。さらに、光取出し層７は入射した光３が、導光板１の上面１ｂのうちの上記選択領域からのみ出射されるように制御する。この制御により、照明装置１０は、実質的に選択領域のみから均一な光を発する面状光源として機能する。この場合、照明装置１０をバックライトとして備える表示装置は、エリアアクティブ駆動されている。
【００５７】
以上のように、照明装置１０では、導光板１内に設けられた柱状領域４の屈折率を可変として、導光板１内の所望の領域（選択領域）に集中的に光を分配可能である。また、導光板１内への光の分配と、導光板１外への光の出射とを別々の層にて行うために、当該光の分配と外部への光の出射とを互いに独立して制御可能となる。
【００５８】
その結果、例えば、照明装置１０では、光取出し層７での制御を通じて、導光板１の上面１ｂ全体から光を出射することも出来るし、当該上面１ｂにおける特定の一部領域のみから光を出射することもできる。従って、照明装置１０は、エリアアクティブ駆動される液晶表示装置等にも対応可能な面状光源（バックライトユニット）となりうる。照明装置１０のような、サイド入光方式かつエリアアクティブ対応型のＢ／Ｌは、従来構成と比較して、装置の低コスト化、低消費電力化、及び薄型化の点において優位である。なお、エリアアクティブ駆動とは、表示のコントラストを向上させる等の目的で、液晶表示装置等の表示部を複数の領域に分割して駆動する方式のことを指す。
【００５９】
また、照明装置１０が備える光取出し層７、及び導光板１は何れも大型化に対応可能な構成を採っている。よって、照明装置１０をバックライトとして用いる液晶表示装置等の大面積化へも比較的容易に対応可能である。
【００６０】
（光取出し層７の詳細構成例（１））
次に、図４を用いて光取出し層７の詳細構成の例について説明する。ただし、光取出し層７は、図２を用いた説明の通り、導光板１から入射した光を反射する光反射部材及び、導光板と光反射部材との間に設けられ光の透過／非透過、或いは光の透過／散乱を切り替えるシャッター部材とを備えた構成であれば、特に限定されることなく本発明に適用可能である。
【００６１】
図４は、光取出し層７の概略構成の一例を示す断面図である。光取出し層７は、一対の透明基板３３・３６間に配置された液晶層９（シャッター部材）と、遮光性（光非透過性）の支持基板３１の一面に設けられた複数の光反射部材８とにより構成される。透明基板３３・３６は何れも、液晶層９に対向する面に、液晶駆動用の電極３４及び配向膜３５がこの順に積層形成されており、電極３４・３４間に電圧を印加することで液晶層９をシャッター部材として機能させる。
【００６２】
支持基板３１は、光反射部材８が設けられた面が透明基板３３と対向するように、透明接着樹脂層３２を介して透明基板３３に接着されている。透明基板３６は、液晶層９等が配される面と背向する面側で導光板１（図２参照）に接着されている。
【００６３】
導光板１側から光取出し層７に入射した光は、液晶層９にて透過又は非透過が制御され、当該光の一部が選択的に光反射部材８に到達する。光は、光反射部材８で反射された後に、再び液晶層９にて透過又は非透過が制御され、当該光の一部が選択的に導光板１に入射し、さらに導光板１の外部に取り出される。
【００６４】
（光取出し層７の詳細構成例（２））
次に、図５を用いて光取出し層７の詳細構成の他の例について説明する。ただし、光取出し層７は、図２を用いた説明の通り、導光板１から入射した光を反射する光反射部材及び、導光板と光反射部材との間に設けられ光の透過／非透過、或いは光の透過／散乱を切り替えるシャッター部材とを備えた構成であれば、特に限定されることなく本発明に適用可能である。
【００６５】
図５中の（ａ）は、光取出し層７の概略構成の他の例を示す断面図である。光取出し層７は、遮光性かつ絶縁性の支持基板４１と透明基板４４との間に配置された液晶層９（シャッター部材）、及び液晶駆動用のくし歯電極４２（光反射部材を兼ねる）により構成される。支持基板４１における液晶層９と対向する面上に、くし歯電極４２及び配向膜４３がこの順に形成されている。また、透明基板４４における液晶層９と対向する面上にも配向膜４３が形成されている。透明基板４４は、液晶層９等が配される面と背向する面側で導光板１（図２参照）に接着されている。
【００６６】
図５中の（ｂ）に示すように、くし歯電極４２は２本で一対をなしており、互いに平行に伸びる直線部４２ｂと、直線部４２ｂから垂直に伸びるくし歯部４２ａとから構成される。一対をなすくし歯電極４２・４２のくし歯部４２ａ同士は互いにかみ合う様に配置され、液晶層９に電圧を印加する。
【００６７】
なお、図５中の（ａ）は、図５中の（ｂ）におけるＡＡ’を結ぶ線で切断した断面図に相当する。図５中の（ａ）に示すように、くし歯電極４２は、少なくともくし歯部４２ａが三角柱形状であって、例えば、アルミニウム、又は銀等の光反射性の金属で形成されることにより、光反射部材としても機能する。
【００６８】
すなわち、導光板１側から光取出し層７に入射した光は、液晶層９にて透過又は非透過が制御され、当該光の一部が選択的に光反射部材を兼ねるくし歯電極４２に到達する。光は、くし歯電極４２で反射された後に、再び液晶層９にて透過又は非透過が制御され、当該光の一部が選択的に導光板１に入射し、さらに導光板１の外部に取り出される。
【００６９】
〔実施の形態２〕
（導光ユニット、及び照明装置の変形的態様）
以下、図６に基づき、本発明の導光板を備えた導光ユニット、及び照明装置の基本構成の一例を説明する。なお、上記実施の形態１と同一の構成を持つ部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
本実施形態に係る照明装置５０は、図１に示す照明装置１０と比較して、柱状領域４に充填された液晶材料を駆動する電極構造が相違している。すなわち、照明装置５０では、図６に示すように、ＩＴＯ等の透明電極材料で構成した一対のくし歯状電極３３Ａ・３４Ａを用いて、柱状領域４に充填された液晶材料に電圧を印加する。
【００７１】
くし歯状電極３３Ａ・３４Ａは、導光板１の下面１ａにのみ設けられ、例えば、下側の薄膜１０１（図２参照）における、柱状領域４と対向する面上に形成される。より具体的には、導光板１の下面１ａにおける、複数のＬＥＤ２の並び方向（導光板１の端面１ｃ又は１ｅが延伸する方向）に沿って伸びるくし歯状電極３３Ａ・３４Ａを一組の電極対とし、当該電極対が所定の間隔をおいて設けられている。また、くし歯状電極３３Ａ・３４Ａは、その延伸方向に対して垂直に伸びたくし歯電極部３５Ａ・３６Ａを備える。くし歯状電極３３Ａ・３４Ａのくし歯電極部３５Ａ・３６Ａ同士は、互いにかみ合うように離間して配置される。
【００７２】
一組のくし歯状電極３３Ａ・３４Ａは、その延伸方向に並ぶ複数の柱状領域４からなる一列に対応して設けられている。すなわち、各柱状領域４の端部のうち、導光板１の下面１ａ側に位置するものは、くし歯状電極３３Ａ・３４Ａのくし歯電極部３５Ａ・３６Ａで覆われている。
【００７３】
複数のくし歯状電極３３Ａは何れも第一の電極駆動回路（第一のドライバ：図示せず）に電気的に接続されている。第一の電極駆動回路は、各くし歯状電極３３Ａに対して独立に駆動信号（電圧信号）を供給する。同様に、複数のくし歯状電極３４Ａは何れも第二の電極駆動回路（第二のドライバ：図示せず）に電気的に接続されている。第二の電極駆動回路は、各くし歯状電極３４Ａに対して独立に駆動信号（電圧信号）を供給する。これにより、くし歯状電極３３Ａ・３４Ａ間（すなわち、くし歯電極部３５Ａ・３６Ａ間）に電圧が印加されている柱状領域４と、当該電圧が印加されていない柱状領域４とで、屈折率を異ならせることができる。
【００７４】
これにより、電圧が印加された柱状領域４、又は電圧が印加されていない柱状領域４の何れかの屈折率が、導光板１の基材の屈折率と実質的に等しくなるようにすれば、実施の形態１と同様に、必要な箇所に選択的に光を分配することが可能となる。
【００７５】
くし歯状電極３３Ａ・３４Ａを用いる利点として、１）導光板１の一面側のみに電極を形成すればよいので製造がより容易である点、２）電極がくし歯形状であるため、導光板１における電極が形成されない領域を比較的広く確保できる点、３）ＩＴＯ等で構成された電極は光を一部吸収するため、当該光は電極に入射する度に徐々に減衰するが、くし歯状電極３３Ａ・３４Ａを用いる場合には導光板１の一面側のみに電極を形成すればよいので、光の減衰を最小限に抑制することができる点、等も挙げられる。
【００７６】
なお、くし歯状電極３３Ａ・３４Ａのライン幅（電極の幅）は４μｍ、くし歯電極部３５Ａ（くし歯電極部３６Ａも同様）のピッチは８μｍで設計しているが、特にこの数値に限定されるものではない。さらに、くし歯状電極３３Ａ・３４Ａは、導光板１の上面１ｂにのみ設けるようにしてもよい。
【００７７】
或いは、図８に示す変形例のように、くし歯状電極をマトリクス状に配置して、各マトリクス単位で電圧の印加及び非印加を制御できる構成としてもよい。図８中の（ａ）は、第一のくし歯状電極Ｌ１〜Ｌ６と、第二のくし歯状電極Ｌａ〜Ｌｉとを互いに直交するように配置し、第一及び第二のくし歯状電極の交点毎に、電圧の印加及び非印加を制御可能とする構成を示す上面図である。
【００７８】
図８中の（ｂ）に示すように、第一及び第二のくし歯状電極の交点では、第一のくし歯状電極Ｌ１〜Ｌ６のくし歯電極部Ｌ１１と、第二のくし歯状電極Ｌａ〜Ｌｉのくし歯電極部Ｌａ１とが互いに噛み合うように配置される。第一及び第二のくし歯状電極の各交点は、導光板１の柱状領域４（図１及び図２参照）に対応して設けられ、この柱状領域４へ電圧を印加する。
【００７９】
例えば、第一のくし歯状電極Ｌ１〜Ｌ６と、第二のくし歯状電極Ｌａ〜Ｌｉとを、導光板１の同一面側に設ける場合には、くし歯状電極の交点毎にＴＦＴ又はＴＦＤ等のアクティブマトリクス素子を形成する。これにより、各柱状領域４への電圧印加及び非印加を独立して制御可能となる。
【００８０】
或いは、第一のくし歯状電極Ｌ１〜Ｌ６と、第二のくし歯状電極Ｌａ〜Ｌｉとを、導光板１上の互いに背向する面上に設ける単純マトリクス駆動方式を採用する場合でも、各柱状領域４への電圧印加及び非印加を独立して制御可能となる。
【００８１】
〔実施の形態３〕
（導光ユニット、及び照明装置の変形的態様）
以下、図７に基づき、本発明の導光板を備えた導光ユニット、及び照明装置の基本構成の一例を説明する。なお、上記実施の形態１と同一の機能を持つ部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８２】
実施の形態１及び２では、導光板１に設けた柱状領域４として円柱状のものを例示した。しかし、その形状は円柱状に限定されるものではなく、さらに、必要に応じて、同一の導光板１内に異なる形状、及び／又はサイズの柱状領域４を混在させてもよい。また、導光板１に設けた柱状領域４は、その形状、サイズのみならず、その配列形態、配列のピッチ等も、図示したものに特に限定されるものではない。
【００８３】
例えば、導光板１に設けた柱状領域４の形状としては、特に限定されないが例えば、三角柱状、四角柱状、楕円柱状、円柱状、等が例示され、これらの例示から選択される二種以上の形状を示す柱状領域４を混合して用いてもよい。二種以上の形状を示す柱状領域を混合して用いる例として、円柱状のものと多角柱状（例えば四角柱状）のものとの組み合わせ、又は、互いに異なる多角柱状のもの(例えば、三角柱状と四角柱状)の組み合わせ、が挙げられる。
【００８４】
上記柱状領域４のサイズとしては、特に限定されないが例えば、その等価直径が、３００μｍ以上で１ｍｍ以下の範囲内、１ｍｍ以上で５ｍｍ以下の範囲内、又は５ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲内、等が挙げられる。より具体的な例示としては、柱状領域４のサイズ（等価直径）が、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、又は１ｍｍである。また、一枚の導光板１に含まれる複数の柱状領域４のサイズは均一であっても、互いに異なっていてもよい。複数の柱状領域４のサイズが互いに異なる例として、具体的には例えば、ＬＥＤ２が取り付けられる導光板１の端面１ｃ(一次光入射面)から遠ざかるに従って、サイズ（柱状領域４の等値直径）が徐々に大きくなる、又はサイズが徐々に小さくなる、又はサイズがランダムに分布する、等が挙げられる。
【００８５】
また、上記柱状領域４の配列形態としては、特に限定されないが例えば、図２、図３及び図６に示すような整列状態（千鳥状の配置）、ハニカム状の配置、又はランダムな配置、等が挙げられる。なお、ハニカム状の配置の典型例としては、柱状領域４同士がいわゆる六方充填構造をとるように、一つの柱状領域４を中心に配置し、当該柱状領域４を取り囲むように６つの柱状領域４を配置する状態が挙げられる。
【００８６】
また、上記柱状領域４間のピッチ（すなわち配置間隔）は、特に限定されないが例えば、１ｍｍ以上で５ｍｍ以下の範囲内、５ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲内、又は１０ｍｍ以上で２０ｍｍ以下の範囲内、等が挙げられる。当該ピッチは、均等なピッチとしてもよく、或いは、ＬＥＤ２が取り付けられる導光板１の端面１ｃ（一次光入射面）から遠ざかるに従って、ピッチが徐々に大きくなる、又はピッチが徐々に小さくなる、又はピッチがランダムに分布する、ようにしてもよい。上記ピッチを均等とする場合は、具体的には例えば、１ｍｍ間隔、５ｍｍ間隔、又は１０ｍｍ間隔等、とすればよい。
【００８７】
また、電圧を印加しない状態における上記柱状領域４の屈折率は、導光板１を構成する基材の屈折率より高くてもよく、低くてもよく、或いは等しくてもよい。
【００８８】
そして、導光板１内で所望の光分布を得るために、上記例示した、柱状領域４の屈折率、形状、サイズ、配列形態、及びピッチは、相互に任意に組合わせて用いられる。中でも、柱状領域４の形状を変更すれば、ＬＥＤ２からの光が柱状領域４に入射する角度を直接的に変更することが出来るという利点がある。
【００８９】
一例として、図７では、柱状領域４の形状が四角柱状である照明装置６０を例示した。柱状領域４の配列形態は、図２、図３及び図６に示すものと同様である。柱状領域４の形状が多角柱状（四角柱状を含む）の場合には、図２に示すように、その側面が、ＬＥＤ２からの光の入射方向に対して所定の角度傾くように（すなわち、光が９０度の角度で側面に入射しないように）配列されることがより好ましい。換言すれば、ＬＥＤ２が配される導光板１の端面１ｃに対して柱状領域４の側面が傾く（平行にならない）ように配置することがより好ましく、端面１ｃに対して柱状領域４の側面が均等に傾くことがより好ましい。このように配列をすれば、柱状領域４の周辺への光の分配がより一層均等に行われるからである。
【００９０】
（より具体的な、導光ユニット、及び照明装置の態様）
図１から図３に示す照明装置１０において、空隙部としての柱状領域４の形状、サイズ、配列形態、及びピッチを、具体的に、以下のように設定したものを作成した。
（１）基本構成１
柱状領域４の形状が円柱状又は楕円柱状の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が３００μｍで均一、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは１ｍｍで均一、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、図３に示す構造である。
（２）基本構成２
柱状領域４の形状が円柱状又は楕円柱状の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が３００μｍで均一、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは１ｍｍで均一、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、図６に示すくし歯電極構造である。
（３）変形的な構成１
柱状領域４の形状が三角柱状又は四角柱状（多角柱状）の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が３００μｍで均一、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは１ｍｍで均一、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、上記基本構造１又は２のいずれかと同じである。
四角柱状又は三角柱状（多角柱状）の柱状領域４を用いる場合は、一次光入射側（端面１ｃ側）に位置するその側面が、一次光入射面をなす導光板１の端面１ｃに対して傾斜するように（すなわち、柱状領域４の側面と端面１ｃとが平行にならないように）配置されることが好ましく、端面１ｃ側から一つの柱状領域４を見た場合に当該柱状領域４が左右対称に見えるように配置されることがより好ましい。これにより、導光板１内で光をより一層均等に分配することが可能となる。
（４）変形的な構成２
柱状領域４の形状が円柱状のものと多角柱状のものとを組合わせて採用し、そのサイズ（等価直径）が３００μｍで均一、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは１ｍｍで均一、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、上記基本構造１又は２のいずれかと同じである。
なお、多角柱状の柱状領域４は、一次光入射側に位置するその側面が、一次光入射面をなす導光板１の端面１ｃに対して傾斜するように（すなわち、柱状領域４の側面と端面１ｃとが平行にならないように）配置されることが好ましく、端面１ｃ側から一つの柱状領域４を見た場合に当該柱状領域４が左右対称に見えるように配置されることがより好ましい。これにより、導光板１内で光をより一層均等に分配することが可能となる。
（５）変形的な構成３
柱状領域４の形状が円柱状又は楕円柱状の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が３００μｍで均一、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは導光板１の端面１ｃから遠ざかるに従ってピッチが徐々に大きくなる（疎になる）、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、上記基本構造１又は２のいずれかと同じである。
すなわち、変形的な構成３では、柱状領域４は、ＬＥＤ２が取り付けられる部分（一次光入射部）の近辺が最密となるように配置するものである。
（６）変形的な構成４
柱状領域４の形状が円柱状又は楕円柱状の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が導光板１の端面１ｃから遠ざかるに従って徐々に小さくなる、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは１ｍｍで均一、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、上記基本構造１又は２のいずれかと同じである。
すなわち、変形的な構成４では、ＬＥＤ２が取り付けられる部分（一次光入射部）から遠ざかるに従って、柱状領域４に入射する光量が減少するように配置するものである。
（７）変形的な構成５
柱状領域４の形状が円柱状又は楕円柱状の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が導光板１の端面１ｃから遠ざかるに従って徐々に大きくなる、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは導光板１の端面１ｃから遠ざかるに従って徐々に大きくなる（疎になる）、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。なお、柱状領域４に電圧を印加した場合、又は電圧を印加しない場合の何れかの屈折率が、常光屈折率を示す。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、上記基本構造１又は２のいずれかと同じである。
すなわち、変形的な構成５では、柱状領域４は、ＬＥＤ２が取り付けられる部分（一次光入射部）の近辺が最密でかつサイズが最小となるように配置するものである。
（８）変形的な構成６
柱状領域４の形状が円柱状又は楕円柱状の何れか一方、そのサイズ（等価直径）が３００μｍで均一、その配列形態はハニカム状（六方充填構造）、そのピッチは１ｍｍで均一、かつ導光板１の基材（アクリル材）の屈折率が１．５で、柱状領域４の屈折率がｎｏ（常光屈折率）１．５、ｎｅ（異常光屈折率）１．６である。また、柱状領域４に電圧を印加する電極構成は、上記基本構造１又は２のいずれかと同じである。
そして、柱状領域４に充填された液晶材料は、電圧の非印加時において等方性の材料であり、かつｎｏ（常光屈折率）１．５を示す。一方、当該液晶材料は、電圧の印加時において上記した屈折率異方性を示す。
【００９１】
（本発明の表示装置）
本発明の表示装置は、本発明の照明装置１０をバックライトとして備えるものである。バックライトを用いる表示装置であれば、その種類は特に限定されないが、具体的には例えば、テレビジョン受像機、携帯電話の表示部等に用いられる液晶表示装置が挙げられる。これらの中でも、大型のテレビジョン受像機に用いられる液晶表示装置が好適である。
【００９２】
また、上記説明の通り、本発明の照明装置１０は、光取出し層７での制御を通じて、導光板１の上面１ｂ全体から光を出射することも出来るし、当該上面１ｂにおける特定の一部領域のみから光を出射することもできる。従って、照明装置１０は、エリアアクティブ駆動される液晶表示装置等に対応可能な面状光源となりうる。なお、エリアアクティブ駆動とは、表示のコントラストを向上させる等の目的で、液晶表示装置等の表示部を複数の領域に分割して駆動する方式のことを指す。
【００９３】
以上に説明のように、本発明にかかる導光ユニットは、透光性の基材からなる導光板と、導光板の面内方向と交差する方向に設けられ、液晶材料により充填された複数の柱状の領域と、液晶材料を駆動する電圧を印加する透明電極と、を備えることを一つの特徴としている。
【００９４】
本発明にかかる導光ユニットにおいては、上記液晶材料の常光屈折率又は異常光屈折率の一方が、上記導光板を構成する透光性の上記基材の屈折率と同一であることがより好ましい。
【００９５】
上記の構成によれば、柱状の領域に充填された液晶材料への電圧の印加、又は非印加時の何れかにおいて、柱状の領域での光の屈折率と、導光板の基材での光の屈折率とを、実質的に一致させることが容易となる。
【００９６】
本発明にかかる導光ユニットにおいては、導光板内における導光条件（光の入射角度）が維持されるという観点から、複数の柱状の領域は、上記導光板の面内方向に対して略垂直で、かつ導光板の表面側から裏面側に達する側面を有することが好ましい。
【００９７】
すなわち、上記の構成によれば、柱状の領域に入射して導光板の厚み方向に屈折した光が、当該柱状の領域から出射する（導光板に再び入射する）際に再び屈折することによって、導光板に対する光の入射角度はそのまま保存される。
【００９８】
本発明にかかる導光ユニットにおいて、複数の上記柱状の領域として、多角柱状、円柱状、楕円柱状から選択される少なくとも二種以上の形状の領域を含むことが好ましい。
【００９９】
柱状の領域に入射した光の分配形式は、柱状の領域の形状に大きく依存する。したがって、上記の構成のように、形状の異なる（すなわち、光の分配形式が異なる）柱状の領域を混在させることにより、導光板の面内方向における光の分配を、所望する形式に制御可能となる。
【０１００】
本発明にかかる導光ユニットにおいて、導光板の一面側に対して設けられ、導光板から入射した光を、当該導光板の当該一面に背向する面側から出射するように光を反射する光反射部材を備えた光取出し層をさらに備えるものであってもよい。
【０１０１】
上記の構成によれば、導光板内に入射した光は、当該導光板内に設けられた複数の柱状の領域に入射した際に屈折して、導光板の面内方向でその光路を変える。これにより、導光板の面内方向に広がるように光が分配される。一方、導光板の一面側から光取出し層に入射した光は、当該光取出し層中に設けた光反射部材で反射して、当該導光板から外部に出射する。
【０１０２】
すなわち、上記導光ユニットでは、導光板の面内方向への光の分配と、当該導光板の面外への光の出射（取り出し）とが、互いに異なる層により行われるため、当該光の分配と外部への光の出射とを互いに独立して制御可能となる。
【０１０３】
本発明にかかる導光ユニットにおいて、上記光取出し層は、液晶層と光反射部材とを備えてなり、当該液晶層を挟んで光反射部材が導光板と対向配置されていることがより好ましい。
【０１０４】
上記の構成によれば、導光板から光取出し層に入射した光は、電圧の印加により駆動される液晶層を介して光反射部材に到達する。液晶層はシャッターとして機能し、所望する領域でのみ光を光反射部材にまで到達させて、当該光を導光ユニット外に出射させることができる。よって、例えば、エリアアクティブ駆動する表示装置にも対応可能な、新規な導光ユニットを提供可能となる。
【０１０５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明によれば、エリアアクティブ駆動にも対応可能な新規な導光ユニット等を提供可能となる。
【符号の説明】
【０１０７】
１            導光板
１ｃ          端面
２            ＬＥＤ（一次光源）
４            柱状領域（柱状の領域）
７            光取出し層
８            光反射部材
９            液晶層
１０          照明装置
１１          光源取付部（取付け部）
３１Ａ・３２Ａ    電極（透明電極）
３３Ａ・３４Ａ    くし歯状電極（透明電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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